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摘要：介绍了稳高压消防水系统在工业领域中的运用，结合抚顺石化公司石油二厂稳高压消防水系统改造情况，对稳高压消防水系统的组成、设备配置及技术参数确定、控制方式及联锁要求、管道材质提出了建议。
关键词：稳高压 消防给水 联锁控制 消防管网 消防设施
石油化工企业的工艺装置、罐区向大型化发展的同时，安全隐患也随之提高，所要求执行的规范更加严格，使消防系统的流量增加、压力提高。与此相适应，作为强制性国家标准的《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）第8.5.1条规定：大型石油化工企业的工艺装置区、罐区等应设独立的稳高压消防给水系统，其压力宜为0.7～1.2MPa[1]。
一、原消防水系统状况
抚顺石化公司石油二厂原消防管网压力在正常生产时一般在0.4MPa左右，在遇到火灾开启消火栓消防炮时，管网压力下降到0.2MPa以下，消防水管网泄漏严重降低管网压力。另外石油二厂的炼油规模的扩建以及新罐区的投用，现在的消防水系统无法继续满足生产运行需要，是石油二厂安全的重大隐患。
二、消防水系统改造方案概况
1.消防水量
根据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）要求，厂区的消防用水量应按同一时间内的火灾处数和相应处的一次灭火用水量确定。由于石油二厂厂区占地面积大于106m2，所以同一时间火灾处数为2处，一处为厂区消防用水量最大处，另一处为厂区辅助生产设施的消防用水量。厂区内有装置与罐区，所以消防用水量最大处按二者消防用水量最大者计算。由于罐区消防用水量[2]大于装置的消防用水量，所以厂区消防用水量最大处为罐区。厂区的消防用水量=罐区的消防用水量+辅助生产设施的消防用水量=7004m3。
2.主要内容
2.1消防泵房
为确保灭火时消防水用量，本工程将石油二厂内现有消防水泵房内的二台消防水泵更换为四台（其中三用一备），单台泵流量Q=200l/S、扬程H=140米。最大消防供水量为600l/S、压力大于1.2MPa。新增2台流量为50m3/h，扬程为80m的变频稳压泵。正常生产时管网泄露造成水压下降，稳压泵开启并保持消防管网压力在0.75MPa以上，当消防管网压力低于0.70MPa时，则启动消防水泵将消防管网压力提高到0.75MPa以上
2.2消防水池
现有的5000m3消防水池一座保留，新建3000m3消防水池一座。水池上设有液位指示及高低液位报警系统。当消防水池水位低于高水位时，浮球阀或液压阀开启向水池补水，至高水位时停止补水并同时发出高液位报警信号。当消防水池降至低水位时，发出低液位报警信号，并同时输出停泵信号，以保证水泵的安全运行。管网水压力、消防水池的液位、所有报警信号和水泵运行状态及自动控制阀门的开闭状态均引入消防泵房控制室和企业消防控制中心，以便于及时掌握系统的情况。消防水泵现场和控制室均设置手动开停水泵和阀门的按钮消防补充水由厂内新鲜水系统提供，供给量为210m3/h。消防水泵出水管道上设有回流管并设有安全阀。
2.3稳压泵的设计
稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量或系统自动启动流量，当没有管网泄漏量具体数据时，稳压泵的设计流量宜按消防给水系统设计流量的1～3%计，但不宜小于1L/s。稳压泵设计工作压力应足够维持系统正常的工作压力以满足系统自动启动和充满水的要求，并应符合下列要求：
2.3.1大于屋顶消防水箱或分区水箱静压；
2.3.2大于消防泵自动启泵压力；
2.3.3当消防泵从市政管网直接吸水时大于市政给水管网的最高压力；
2.3.4大于系统最高最远处水消防设施的静扬程+0.15MPa的压力。设置稳压泵的临时高压消防给水系统给水系统应设置防止稳压泵频繁启动的技术措施。
《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）第8.5.1条文说明：稳压泵的设计水量要考虑消防水管网系统泄漏量和一只水枪出水量（5L/s）。
《全厂性消防设施设计通用规定》SDEP-SPT-WS1002 5.1.4.2条：稳压泵出水量原则上按系统的渗漏量计算。对于全厂性的稳高压给水系统，也可按系统容量的大小考虑，一般可取5.0L/s～15.0L/s计算。所以，设计时我们选择稳压泵的流量为50m3/h。正常情况下消防水系统的压力保持在0.75～1.0MPa之间，即当系统压力低于0.75MPa时，稳压泵启动，当系统压力高于1.0MPa时，稳压泵停泵。为了减少稳压泵频繁启动对泵寿命的影响，我们选用了变频电机，稳压值设定在0.75MPa。
2.4管网布置
根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160—2008的要求，在新建装置区与新建各油罐区周围敷设消防水管道，呈环状布置。消防水管道规格分别为DN600、DN450，平均埋深为冰冻线以下0.35m处。消防水管道采用低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管，焊接接口。并采用高温固化环氧粉末内外防腐，在提高管道使用寿命的同时，也大降低了管道摩阻损失。
2.5消防水炮和消火栓的布置管网布置
消火栓的布置沿道路边敷设，数量按其不超过60m的保护半径以及被保护对象的消防用水量等综合计算确定的。在重要的装置以及高大构架设置消防水炮。在消防水管网上布置了型号为SS150/80-1.6地上式消火栓259台。在装置重要部位按规范要求布置型号为SP40消防水炮，最大射程大于60m。可满足各装置的消防需要。
2.6消防水循环
因稳高压消防给水系统采取的是独立的消防给水系统，平时管网内的水处于静止状态，所以管内水易产生厌氧菌，对消防水管道产生腐蚀，这种腐蚀对钢管的破坏非常大，因此将消防管网内水设计成循环状态。为保证消防管网内水量的相对稳定，要求系统内的回流水应进入消防水池，不应为减少回流管的设计而将该部分水作它用，更不能就近排放。回流水量应尽可能少，以保证管网内的水处于流动状态为宜，避免回流量过大而影响消防时的用水量和增加平时稳压水泵的运行功率。 2.7 排气设施
消防管网排气阀主要用以排除从水中析出的气体以免空气积在管中，减小过水断面和增加管线的水头损失。所以在局部最高点应安装复合式排气阀；长距离水平管段.长距离无折点下降管段宜装复合式排气阀或微量排气阀；下降坡度变大点.上升坡度变小点宜安装微量排气阀；需要真空保护时，应选用复合式排气阀；长激励无折点上升管段可选用高速排气阀/吸气阀或复合式排气阀排气阀的口径为主管道管径的1/8或者1/12为宜。排气阀下面设置阀门并注意冬季保温。
2.8 压力表
为便于观察管网中的压力以及管网故障情况下利于分析原因，消防管网设置压力表。压力表设在泵房出口、工艺装置或罐区四周便于观察的地方，并做好冬季保温。
2.9 控制系统
消防泵房内设两台稳压泵与两台消防水泵，稳压泵与消防水泵联锁。消防管网平时压力靠稳压泵稳定在0.75MPa，当发生火灾时，消防系统管道大量缺水，消防管网压力低于0.7MPa时，顺序启动消防泵供水。消防水泵启动后应联锁停止稳压泵。
消防水池设置液位计和液位高、低报警，补水管设置了自动控制阀门。当消防水池水位低于高水位时，补水管开始补水，直至水位至高水位时停止补水并同时高液位报警。当消防水池降至低水位时，低液位报警，并同时输出停泵信号，保证水泵的安全运行。管网压力、消防水池的液位、所有报警信号和水泵运行状态及自动控制阀门的开闭状态均引入消防泵房控制室和消防控制中心，以便于及时了解系统的情况。消防水泵现场和控制室均设置手动开停水泵和阀门的按钮。
三、结束语
稳高压消防给水系统具有系统安全可靠、工程投资省、消防施救及时、便于维护管理等诸多优点。稳高压消防给水系统的建成和投用，大大地提高了石油二厂的消防灭火能力和安全可靠性，为工厂的火灾扑救提供了坚实的物质基础。同时由于稳高压消防给水系统的特殊性，对工厂管理工作提出了更高要求，要求重视日常维护和管理，保证系统随时处于完好状态，一旦发生火灾事故，可以立即投入使用。同时要根据情况的变化，及时修订消防灭火预案，从而更有效地控制危险，扑灭火灾，保护职工生命安全，减少企业财产损失。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准：《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008），中国计划出版社，2008.
[2]中华人民共和国国家标准：《低倍数泡沫灭火系统设计规范》（GB50151-92）（2000年版），中国计划出版社，2001.
作者简介：姚成才（1986-），男，安徽安庆，2008年毕业于辽宁石油化工大学给水排水工程专业，获学士学位，现在安徽实华工程技术股份有限公司从事给排水设计工作，助理工程师。
关键词：稳高压 消防给水 联锁控制 消防管网 消防设施
石油化工企业的工艺装置、罐区向大型化发展的同时，安全隐患也随之提高，所要求执行的规范更加严格，使消防系统的流量增加、压力提高。与此相适应，作为强制性国家标准的《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）第8.5.1条规定：大型石油化工企业的工艺装置区、罐区等应设独立的稳高压消防给水系统，其压力宜为0.7～1.2MPa[1]。
一、原消防水系统状况
抚顺石化公司石油二厂原消防管网压力在正常生产时一般在0.4MPa左右，在遇到火灾开启消火栓消防炮时，管网压力下降到0.2MPa以下，消防水管网泄漏严重降低管网压力。另外石油二厂的炼油规模的扩建以及新罐区的投用，现在的消防水系统无法继续满足生产运行需要，是石油二厂安全的重大隐患。
二、消防水系统改造方案概况
1.消防水量
根据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）要求，厂区的消防用水量应按同一时间内的火灾处数和相应处的一次灭火用水量确定。由于石油二厂厂区占地面积大于106m2，所以同一时间火灾处数为2处，一处为厂区消防用水量最大处，另一处为厂区辅助生产设施的消防用水量。厂区内有装置与罐区，所以消防用水量最大处按二者消防用水量最大者计算。由于罐区消防用水量[2]大于装置的消防用水量，所以厂区消防用水量最大处为罐区。厂区的消防用水量=罐区的消防用水量+辅助生产设施的消防用水量=7004m3。
2.主要内容
2.1消防泵房
为确保灭火时消防水用量，本工程将石油二厂内现有消防水泵房内的二台消防水泵更换为四台（其中三用一备），单台泵流量Q=200l/S、扬程H=140米。最大消防供水量为600l/S、压力大于1.2MPa。新增2台流量为50m3/h，扬程为80m的变频稳压泵。正常生产时管网泄露造成水压下降，稳压泵开启并保持消防管网压力在0.75MPa以上，当消防管网压力低于0.70MPa时，则启动消防水泵将消防管网压力提高到0.75MPa以上
2.2消防水池
现有的5000m3消防水池一座保留，新建3000m3消防水池一座。水池上设有液位指示及高低液位报警系统。当消防水池水位低于高水位时，浮球阀或液压阀开启向水池补水，至高水位时停止补水并同时发出高液位报警信号。当消防水池降至低水位时，发出低液位报警信号，并同时输出停泵信号，以保证水泵的安全运行。管网水压力、消防水池的液位、所有报警信号和水泵运行状态及自动控制阀门的开闭状态均引入消防泵房控制室和企业消防控制中心，以便于及时掌握系统的情况。消防水泵现场和控制室均设置手动开停水泵和阀门的按钮消防补充水由厂内新鲜水系统提供，供给量为210m3/h。消防水泵出水管道上设有回流管并设有安全阀。
2.3稳压泵的设计
稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量或系统自动启动流量，当没有管网泄漏量具体数据时，稳压泵的设计流量宜按消防给水系统设计流量的1～3%计，但不宜小于1L/s。稳压泵设计工作压力应足够维持系统正常的工作压力以满足系统自动启动和充满水的要求，并应符合下列要求：
2.3.1大于屋顶消防水箱或分区水箱静压；
2.3.2大于消防泵自动启泵压力；
2.3.3当消防泵从市政管网直接吸水时大于市政给水管网的最高压力；
2.3.4大于系统最高最远处水消防设施的静扬程+0.15MPa的压力。设置稳压泵的临时高压消防给水系统给水系统应设置防止稳压泵频繁启动的技术措施。
《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）第8.5.1条文说明：稳压泵的设计水量要考虑消防水管网系统泄漏量和一只水枪出水量（5L/s）。
《全厂性消防设施设计通用规定》SDEP-SPT-WS1002 5.1.4.2条：稳压泵出水量原则上按系统的渗漏量计算。对于全厂性的稳高压给水系统，也可按系统容量的大小考虑，一般可取5.0L/s～15.0L/s计算。所以，设计时我们选择稳压泵的流量为50m3/h。正常情况下消防水系统的压力保持在0.75～1.0MPa之间，即当系统压力低于0.75MPa时，稳压泵启动，当系统压力高于1.0MPa时，稳压泵停泵。为了减少稳压泵频繁启动对泵寿命的影响，我们选用了变频电机，稳压值设定在0.75MPa。
2.4管网布置
根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160—2008的要求，在新建装置区与新建各油罐区周围敷设消防水管道，呈环状布置。消防水管道规格分别为DN600、DN450，平均埋深为冰冻线以下0.35m处。消防水管道采用低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管，焊接接口。并采用高温固化环氧粉末内外防腐，在提高管道使用寿命的同时，也大降低了管道摩阻损失。
2.5消防水炮和消火栓的布置管网布置
消火栓的布置沿道路边敷设，数量按其不超过60m的保护半径以及被保护对象的消防用水量等综合计算确定的。在重要的装置以及高大构架设置消防水炮。在消防水管网上布置了型号为SS150/80-1.6地上式消火栓259台。在装置重要部位按规范要求布置型号为SP40消防水炮，最大射程大于60m。可满足各装置的消防需要。
2.6消防水循环
因稳高压消防给水系统采取的是独立的消防给水系统，平时管网内的水处于静止状态，所以管内水易产生厌氧菌，对消防水管道产生腐蚀，这种腐蚀对钢管的破坏非常大，因此将消防管网内水设计成循环状态。为保证消防管网内水量的相对稳定，要求系统内的回流水应进入消防水池，不应为减少回流管的设计而将该部分水作它用，更不能就近排放。回流水量应尽可能少，以保证管网内的水处于流动状态为宜，避免回流量过大而影响消防时的用水量和增加平时稳压水泵的运行功率。 2.7 排气设施
消防管网排气阀主要用以排除从水中析出的气体以免空气积在管中，减小过水断面和增加管线的水头损失。所以在局部最高点应安装复合式排气阀；长距离水平管段.长距离无折点下降管段宜装复合式排气阀或微量排气阀；下降坡度变大点.上升坡度变小点宜安装微量排气阀；需要真空保护时，应选用复合式排气阀；长激励无折点上升管段可选用高速排气阀/吸气阀或复合式排气阀排气阀的口径为主管道管径的1/8或者1/12为宜。排气阀下面设置阀门并注意冬季保温。
2.8 压力表
为便于观察管网中的压力以及管网故障情况下利于分析原因，消防管网设置压力表。压力表设在泵房出口、工艺装置或罐区四周便于观察的地方，并做好冬季保温。
2.9 控制系统
消防泵房内设两台稳压泵与两台消防水泵，稳压泵与消防水泵联锁。消防管网平时压力靠稳压泵稳定在0.75MPa，当发生火灾时，消防系统管道大量缺水，消防管网压力低于0.7MPa时，顺序启动消防泵供水。消防水泵启动后应联锁停止稳压泵。
消防水池设置液位计和液位高、低报警，补水管设置了自动控制阀门。当消防水池水位低于高水位时，补水管开始补水，直至水位至高水位时停止补水并同时高液位报警。当消防水池降至低水位时，低液位报警，并同时输出停泵信号，保证水泵的安全运行。管网压力、消防水池的液位、所有报警信号和水泵运行状态及自动控制阀门的开闭状态均引入消防泵房控制室和消防控制中心，以便于及时了解系统的情况。消防水泵现场和控制室均设置手动开停水泵和阀门的按钮。
三、结束语
稳高压消防给水系统具有系统安全可靠、工程投资省、消防施救及时、便于维护管理等诸多优点。稳高压消防给水系统的建成和投用，大大地提高了石油二厂的消防灭火能力和安全可靠性，为工厂的火灾扑救提供了坚实的物质基础。同时由于稳高压消防给水系统的特殊性，对工厂管理工作提出了更高要求，要求重视日常维护和管理，保证系统随时处于完好状态，一旦发生火灾事故，可以立即投入使用。同时要根据情况的变化，及时修订消防灭火预案，从而更有效地控制危险，扑灭火灾，保护职工生命安全，减少企业财产损失。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准：《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008），中国计划出版社，2008.
[2]中华人民共和国国家标准：《低倍数泡沫灭火系统设计规范》（GB50151-92）（2000年版），中国计划出版社，2001.
作者简介：姚成才（1986-），男，安徽安庆，2008年毕业于辽宁石油化工大学给水排水工程专业，获学士学位，现在安徽实华工程技术股份有限公司从事给排水设计工作，助理工程师。